Окаменелости и машинное обучение позволили ученым построить первые карты температуры антарктического океана за последние 45 миллионов лет, что дает важную информацию о будущих изменениях уровня моря.
Команда, возглавляемая учеными из Университета Виктории в Веллингтоне (Новая Зеландия) и Бирмингеме (Великобритания), говорит, что результаты исследования показывают, что мы приближаемся к «переломному моменту», когда потепление океана, вызванное атмосферным CO2, вызовет катастрофическое повышение уровня моря из-за таяния ледяных щитов.
В ходе исследования команда изучила молекулярные окаменелости из образцов керна, взятых во время проектов бурения в океане. Ископаемые останки на самом деле представляют собой отдельные липидные (нерастворимые в воде) молекулы, которые производят археи — одноклеточные организмы, похожие на бактерий. Археи регулируют состав липидов в своей внешней мембране в ответ на изменение температуры моря. Изучая эти изменения, ученые могут сделать выводы о температуре древнего моря, окружавшего тот или иной образец в момент его гибели.
Методы исследования молекулярных ископаемых широко используются палеоклиматологами. Но команда из Веллингтона (Новая Зеландия) и Бирмингема (Великобритания) пошла дальше. Они использовали машинное обучение, чтобы получить весь график изменений температуры антарктических морей на протяжении большей части кайнозойского периода, охватывающего последние 45 миллионов лет.
Теперь ученые могут гораздо точнее определить исторические температуры, которые заставляли ледяные щиты расти и сокращаться в течение этого периода. Будущая потеря ледяных щитов и отступление ледников в Антарктике имеют решающее значение, поскольку таяние льдов в регионе может поднять уровень моря на 50 м.
Связь между CO2, температурой поверхности моря и количеством льда в Антарктиде очевидна на протяжении последних 45 миллионов лет. Но удивительное открытие заключалось в том, что охлаждение океана не всегда приводило к увеличению площади антарктического льда. В частности, так случилось в период охлаждения океана продолжительностью 1 миллион лет от 25 до 24 миллионов лет назад. «Мы показываем, что это, вероятно, связано с тектоническим опусканием и притоком относительно теплой океанской воды в районе моря Росса», — говорит ведущий автор исследования Джеймс Бендл. — «Мы видим, что лед в Антарктиде в настоящее время меняется — не в последнюю очередь из-за потери некоторых шельфовых ледников и трещин, появившихся недавно в леднике Туэйтса, одном из крупнейших ледников в регионе. Наше исследование прошлого Земли показывает самые явные признаки того, что люди продолжают производить углекислый газ в таких количествах, при которых мы можем ожидать значительной потери льда на окраинах Антарктики и глобального повышения уровня моря в ближайшие десятилетия и столетия».